Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Jianming Jin

出品人:

页数:282

译者:

出版时间:1998-9-29

价格:USD 157.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849396939

丛书系列:

图书标签:

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书籍简介：聚焦于电磁场理论、射频电路设计与先进材料科学的综合性著作 本书旨在为读者提供一个深入、全面的知识框架，涵盖了当代工程科学与物理学交叉领域中的几个核心支柱：先进电磁场理论的精深应用、高频与微波电路的精密设计，以及在特定功能材料结构中的行为分析。本书的叙事逻辑围绕如何将抽象的数学物理模型转化为可实际操作、高效能的工程解决方案展开，特别侧重于那些对精度和性能要求极高的应用场景。 第一部分：基础理论的深化与扩展——超越传统电磁学边界 本书的第一部分将读者带入一个对麦克斯韦方程组进行深度剖析与拓展的旅程。我们不仅仅停留在对这些偏微分方程的求解，更关注其在非均匀介质、时变边界条件以及强非线性材料中的动态表现。 1. 高级边界值问题与数值方法基础 我们详细探讨了解决复杂电磁结构问题的关键：有限元法 (FEM)、边界元法 (BEM) 以及有限差分时域法 (FDTD) 的内在机制与适用性边界。重点分析了网格划分策略对求解精度、收敛速度以及内存消耗的影响，特别是如何处理尖锐边缘、曲面以及不同材料交界面处的奇异性问题。书中阐述了雅可比矩阵的构建、边界条件的精确映射，并提供了一套验证这些数值模型准确性的系统性流程。 2. 拓扑绝缘体与超材料中的电磁响应 本部分的核心内容之一是对新兴功能材料的电磁响应进行理论建模。我们首先回顾了经典电介质与磁性材料的本构关系，随后深入研究了超材料（Metamaterials），特别是那些展现出负折射率、零折射率特性的结构。书中对等效介电常数和等效磁导率的提取方法进行了严谨的推导，并讨论了如何利用这些结构实现广角宽带吸收、电磁隐身（Cloaking）的基础理论框架。此外，对拓扑绝缘体在电磁波传播中的独特边界态现象，也进行了定性的物理描述和初步的理论分析。 3. 散射、衍射与波束控制 本书对电磁波在复杂环境中的散射行为进行了详细阐述。我们探讨了勒让德多项式展开、丁克曼级数等解析方法在解析特定几何体（如球体、圆柱体）散射截面中的应用。随后，我们将这些理论知识迁移到可控波束形成技术上，包括相控阵理论的基本原理，以及如何利用平面波展开（Plane Wave Expansion）来分析和设计具有特定辐射图案的天线系统。 第二部分：射频与微波电路的设计与优化 第二部分将理论知识转化为实际的电路实现能力。重点聚焦于高频信号的有效传输、功率放大与滤波的工程实践。 1. 传输线理论的进阶应用 除了标准的史密斯圆图分析，我们深入讲解了微带线、带状线以及共面波导的色散特性和有效介电常数的精确计算。书中提供了针对不同基板材料（如 Rogers 系列、FR4）的精确色散模型，并讨论了耦合线效应在多层结构中的影响。高阶模式的抑制与控制，特别是如何通过合理的结构设计来保证单模传输，是本部分的重点内容。 2. 滤波器与匹配网络的综合设计 本章是工程应用的核心。我们不仅复习了巴特沃斯、切比雪夫和椭圆滤波器的传统响应函数，更侧重于如何将这些理论转化为集总元件（Lumped Element）与分布式元件（Distributed Element）滤波器的版图设计。重点分析了耦合线滤波器、腔体滤波器的结构设计参数提取。在阻抗匹配方面，书中详细介绍了多节匹配网络、宽带匹配（如巴特沃斯拓扑扩展）的设计流程，并强调了电感与电容的寄生效应在高频下的实际影响及补偿方法。 3. 功率放大器（PA）与低噪声放大器（LNA）的设计哲学 针对射频前端电路，本书提出了系统性的设计流程。对于功率放大器，我们详细阐述了输入/输出匹配网络的非线性优化，如何平衡效率（PAE）、增益和线性度（通过 IMD3 或 ACPR 指标衡量）。在低噪声放大器部分，重点在于噪声匹配，精确计算噪声系数（NF），并展示如何通过优化晶体管的工作点来最小化噪声贡献。 第三部分：面向特定应用的系统级考量 本书的最后一部分将视角提升至系统层面，探讨设计决策在实际应用环境中产生的连锁效应。 1. 电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI） 在高速数字系统和高功率射频系统中，串扰（Crosstalk）、回波（Reflection）和电磁辐射是必须解决的工程难题。本书详细分析了近场和远场耦合机制，并提出了针对性的设计规则，例如接地平面的设计、屏蔽壳体的选择与优化、以及去耦电容网络的布局。信号完整性方面，书中探讨了传输线上的上升时间效应、过冲与欠冲的量化分析，以及如何通过阻抗控制和端接技术来确保信号质量。 2. 测量技术与误差分析 理论设计必须通过精确的实验验证。本章聚焦于射频与电磁测试的实际操作。我们深入探讨了矢量网络分析仪（VNA）的工作原理，包括其校准技术（SOLT、TOSM）的细节与重要性。此外，还讨论了自由空间测量（如天线测试）中的环境影响、背景噪声的消除，以及如何对测量结果进行不确定度分析，从而有效评估设计性能的可靠性。 3. 互作用与耦合效应的建模 最后，本书探讨了多个电磁结构紧密耦合时的复杂行为。例如，在多天线系统中，天线间的互耦如何影响整体的辐射效率和阻抗特性。我们引入了耦合系数的定义与计算，并展示了如何利用系统级的电磁仿真工具来预测这种复杂互作用对接收灵敏度或发射功率的影响。 本书内容严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程实践之间搭建一座坚实的桥梁，为高频电子学、射频工程、电磁兼容性及先进材料设计领域的专业人士提供一本不可或缺的参考资料。

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作为一个在行业内摸爬滚打多年的工程师，我手里积攒了不少关于MRI设备研发和设计的书籍，但《Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging》这本书，无疑是其中非常出类拔萃的一本。它不仅仅是简单地罗列公式和参数，而是真正地深入到了电磁场分析和设计的核心。从永磁体和超导磁体的磁场均匀性设计，到射频线圈的效率和信噪比优化，再到梯度线圈的快速开关和低失真驱动，这本书都给出了非常详尽的理论依据和实践指导。我特别欣赏书中对不同线圈几何形状、材料特性以及绕制工艺如何影响最终成像质量的深入探讨。举个例子，书中关于如何通过调整梯度线圈的曲率来最小化涡流效应，以及如何设计多通道线圈以提高并行成像速度的章节，都让我受益匪浅，并且能够直接应用到我目前的工作项目中。书中的算法分析也非常到位，例如对蒙特卡洛方法在磁场模拟中的应用，以及有限元方法在解决复杂边界条件问题时的优势，都进行了清晰的阐述。虽然这本书对读者的数学和物理基础有一定要求，但如果你真的想在MRI的电磁学设计领域有所建树，那么这本书绝对是绕不开的宝藏。

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我是一名业余爱好者，对各种前沿科技都充满浓厚的兴趣，MRI技术一直是我特别着迷的一个领域。之前我主要通过科普文章和一些比较基础的科普读物来了解MRI，但总感觉隔靴搔痒，无法触及到它运作的真正核心。《Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging》这本书，虽然名字听起来非常专业，但我被它封面设计所吸引，并且鼓起勇气尝试阅读。令我惊喜的是，这本书并没有我预想的那么难以理解。作者用了一种非常清晰的逻辑，从宏观到微观，一层层地揭示MRI的奥秘。我喜欢它从磁场的产生和特性讲起，然后过渡到核磁共振的量子力学基础，再到如何利用射频脉冲激发信号，最后是复杂的信号处理和图像重建过程。书中的一些比喻和类比非常形象，比如将磁共振比作一个精密的“共鸣器”，而射频脉冲则是“敲击”它的“音叉”。虽然我不是物理学家，但这本书让我对“核磁共振”这个听起来很神秘的现象有了非常直观的理解。我甚至开始尝试去理解为什么不同组织会有不同的“信号强度”，以及这些信号是如何被转换成我们看到的图像的。这本书让我觉得，科学的魅力在于它能够将复杂的现象解释得如此清晰和富有逻辑，也让我对MRI技术的未来发展充满了期待，让我觉得我正在接近这个领域的“心脏”。

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作为一名临床放射科医生，我对MRI的图像细节和诊断价值有着最直接的感受，但对于其背后的技术原理，我一直以来都感到非常好奇，但又不知从何下手。《Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging》这本书，以一种非常巧妙的方式，为我架起了连接临床实践与物理原理的桥梁。书中的描述，虽然涉及到复杂的电磁学概念，但作者巧妙地将其与MRI的实际应用场景相结合。例如，在讨论磁场均匀性时，书中解释了场不均匀是如何导致图像失真和伪影的，这让我能够更好地理解为什么在某些情况下，MRI图像的质量会受到影响。当我看到书中关于梯度场如何用于实现快速成像和三维重建的介绍时，我仿佛看到了我每天接触到的那些精细的解剖结构和病灶是如何被“绘制”出来的。书中的一些章节，虽然我可能无法完全理解所有的数学推导，但通过其对原理的解释，我能够更深刻地理解为什么不同的MRI序列会有不同的敏感性和特异性，例如为何T1加权像对脂肪敏感，而T2加权像对水敏感。这本书让我对MRI这项强大的诊断工具有了更深层次的认识，也让我对医生与工程师之间的合作有了更深的体会，这种跨学科的理解，对我今后的临床工作无疑会带来积极的影响。

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这本书的封面设计就充满了科技感，金属质感的字体和深邃的蓝色背景，让人立刻联想到MRI设备那种精密、复杂的运作原理。我是一名对医学影像技术充满好奇的普通读者，虽然我并没有深入研究过电磁学，但当我翻开这本书时，就被它严谨而又引人入胜的叙述方式所吸引。作者并非直接给我灌输晦涩的公式，而是从MRI最核心的“磁共振”现象入手，循序渐进地解释了其中的物理原理。它让我明白了为什么需要强大的磁场，以及射频脉冲是如何与人体内的质子发生共鸣的。书中的图示也非常生动，那些复杂的磁场线分布图，在我眼中不再是枯燥的几何图形，而是构成清晰图像的基石。我尤其对书中所描述的梯度场对空间定位的作用感到惊叹，它解释了为何MRI能够区分出大脑不同区域的细微差别，甚至捕捉到微小的病变。虽然我无法完全理解所有数学推导，但作者用通俗易懂的语言和丰富的类比，让我对MRI的成像过程有了一个宏观而又深刻的认识。它让我觉得，我正在透过这本书的视角，窥探一个令人着迷的科学世界，也让我对那些为医学进步默默奉献的科学家们充满了敬意。这本书为我打开了一扇了解MRI背后原理的大门，即使只是泛泛而读，也能收获满满的知识和启发。

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我是一名正在攻读物理学博士的学生，我的研究方向与医学成像相关，尤其对MRI的信号产生和检测机制非常感兴趣。在寻找相关文献的过程中，我偶然发现了《Electromagnetic Analysis and Design in Magnetic Resonance Imaging》这本书，它果然没有让我失望。这本书在理论深度和广度上都达到了相当高的水平。它不仅详细阐述了Bloch方程在描述磁共振过程中的应用，还深入探讨了弛豫机制（T1和T2）对图像对比度的影响。更令我惊喜的是，书中对射频脉冲序列的设计原理进行了详尽的分析，包括常用的自旋回波、梯度回波以及更复杂的饱和恢复和反转恢复序列，并解释了这些序列如何在信号产生和抑制方面发挥关键作用。对于物理学背景的学生来说，书中对傅里叶变换在MRI成像中的应用，以及K空间 Filling策略对图像质量和成像速度的影响的讲解，可谓是字字珠玑。它帮助我理解了为什么不同的成像参数设置会产生截然不同的图像效果。此外，书中对于梯度磁场产生的空间编码以及如何利用梯度磁场来控制自旋的空间位置和相位，进行了非常清晰的数学推导和物理概念解释。我在这本书中找到了许多可以作为我博士研究论文理论基础的论证，也启发了我新的研究思路。

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